EP1002367B1 - Schaltsystem mit lichtleiter - Google Patents

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EP1002367B1
EP1002367B1 EP98945196A EP98945196A EP1002367B1 EP 1002367 B1 EP1002367 B1 EP 1002367B1 EP 98945196 A EP98945196 A EP 98945196A EP 98945196 A EP98945196 A EP 98945196A EP 1002367 B1 EP1002367 B1 EP 1002367B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
luminous flux
light
switch system
switch
signalling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98945196A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1002367A1 (de
Inventor
Hans Prohaska
Jürgen PIRRUNG
Peter Kofink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP1002367A1 publication Critical patent/EP1002367A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1002367B1 publication Critical patent/EP1002367B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/941—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector

Definitions

  • the invention relates to a switching system with the features of Preamble of claim 1.
  • a switching device for switching a luminous flux is known from WO 96 11820 A1 known.
  • the luminous flux supplied to the switch via a light pipe serves on the one hand Illumination of the switch, on the other hand as a control signal for an evaluation device.
  • the Switching is done by inserting an aperture in the luminous flux, with the Using multiple switches each of these switches is a light guide and each light guide an aperture coupled to the switch button of the respective switch is assigned. As it is considered disadvantageous that many switches have a correspondingly large number of Light guide is required.
  • the invention is based on a switching device, as they emerge from the WO 96 11 820 A1 results.
  • the object of the invention is such a switching system less sensitive to electromagnetic and electrical fields to make the cost of the line connection and the Number of lines themselves and the effort for the reporting device decrease.
  • the task is characterized by the Resulting combination of features solved.
  • the luminous flux is from a light source within the Evaluation device generated. This light source can be used in simpler Way several reporting devices are illuminated so that these all have search lights. Via a manipulation route can then in the reporting device Available luminous flux is controlled in its strength be before it goes to the associated evaluation device relevant light guide is fed. For bigger ones A fiber optic will stretch in particular Recommend light guides. But it can also be a or multiple fiber optic rods can be used.
  • a particularly simple manipulation of the size of the Luminous flux evaluating device results by the combination of features according to claim 2. Then the one emitted by the light source and usually over a fiber optic fed into the manipulation line Beam of light through an aperture in influenced its strength. This change in luminous flux is then evaluated in the evaluation device connected to the signaling device via an optical fiber is.
  • a simplification can be achieved by the light beam coming back from the evaluation device over the same light guide through a switch inside leads the signaling device to a function display. you can save on a fiber optic light guide, but requires two switches.
  • At least one light source becomes central in the evaluation device arranged which one or more notification devices supplied with luminous flux.
  • This luminous flux can serve as search lighting, for example.
  • this luminous flux becomes the central evaluation device preferably over the same light guide transported back, but within the evaluation device a switch must be available to the separating outgoing from the incoming light beam so that it be evaluated on a photo receiver in its strength can.
  • the manipulation section for example in the area in front of the reflecting mirror intervened to change the light beam so that the actuation the reporting device in the evaluation device can be recognized by their photoelectric receiver.
  • the evaluation device can control the switching behavior on the signaling device by a corresponding output signal evaluate which, for example, on a controlled system or a display device is passed on.
  • the reporting device can have two states have, in which in the one case the light beam to a Search light and at the same time a reflective Mirror is headed while in the second show state is interrupted.
  • the interruption of the search lighting can in the simplest case be a function at the same time of a certain switching state can be evaluated.
  • To be a direct one Coupling the luminous flux of the first and / or It is recommended to prevent the second transmitter diode to the receiver safely the combination of features in a development of the invention according to claim 5.
  • the switch ensures that almost exclusively the backflow to the photo receiver arrives while the one emitted directly by the diodes Luminous flux is kept away from the receiver.
  • the transmitter and the receiver preferably also form including the switches and one mentioned below Cover a prefabricated unit that works with the same Structure can be produced in large numbers and is commercially available as a commercial unit.
  • Fig. 1 shows a receiving diode 3 in the evaluation device 4 are arranged.
  • light is emitted via two transmitter diodes 1 and 2 (FIG. 3) fed into light guide 20 via half mirrors 12, 13 and 15.
  • the diodes are over the first, second and third light guide 20 with the reporting device 8 connected.
  • the transmission radiation of the transmission diodes emerging from the light guides is reflected by means of reflectors 9, 10 and 16 Light guide 20 sent back.
  • a modulation path 11 in which a sliding aperture is indicated for example has several slats through which the light guides 20 emerging radiation to the reflection mirrors 9,10,16 interrupted in a suitable composition can be.
  • the diodes can with visible light, infrared light or with modulated Rays of light work.
  • Circuit can be used both as a hold circuit and as a pulse circuit (Pushbutton) can be used. there the optical fibers work in a kind of multiplex circuit.
  • the advantages of the switching system after 1 are a wear-free switch function, a small and simple switch system, missing electromagnetic Influencing, easy connection and connection technology, Possibility of a multiplex connection, possibility a permanent system check, saving a big one Number of moving parts compared to the known switching systems and avoiding electrical protection for the optical fibers involved.
  • Fig. 3 shows the possibility of integrating the blocks on the side of the evaluation device.
  • the diodes 1 and 2 which are mounted on lead wires 28 are.
  • the receiving diode is encapsulated within a socket 34 inserted, to which a light guide 30 leads, in the the radiation from the diodes 1, 2 can also be coupled in.
  • the light guide 20 is inserted into a further socket 29.
  • the arrangement according to FIG. 3 is completely transparent Overmolding or sheathing 31 encased.
  • a barrier 32 ensures that the luminous flux of the diodes 1,2 only from the respective diode into the light guide 30 and thus prevents the irradiation of the luminous flux of the diodes happens in the wrong place.
  • the light guide 20 is finally more suitable with the optical fiber 30 Coupled way and mechanically rigidly assigned. But it is also conceivable, the light guide 20 through the envelope 31 directly to lead to version 34 or the optical fiber 30 within the socket 29 on the fiber optic Coupling light guide 20 mechanically.
  • the system has the function of a switch.
  • FIGS. 4 to 4C show the example of one Five-way button switch designed according to the invention with moving slats.
  • Several keys 26 are in one housing 68 arranged side by side and can be a common Axis 69 can be pivoted independently of one another.
  • the Swiveling a key 26 leads via a suitable mechanism, as shown in Fig. 4B to a corresponding one Displacement (Fig. 4C) of the associated lamella 71 to 75 the aperture 23. Due to the order of the shifts of the individual slats, which in turn depend on the order of the Key actuation of the individual keys 26 depends, give the Light guide 20 a corresponding sequence of reverse currents in a combination determined by the key movement from. The following is indicated in FIGS. 4 to 4C:
  • the first lever moves when the button is pressed second lever so that enough movement of the bezels is achieved.
  • the covers are with the two levers for each button and connected with a bezel. These bezels now control the two light rays.
  • the electronics that perform the switchover can also make adjustments switch for the system. For example, could be for special striking devices in the function of an up and down or switched a flashing light become. The sensitivity of the receiver could also be increased or be lowered. Furthermore, this electronics can be designed so that fuzzy switching functions are achieved which then take logical functions into account. A program could be added to the washer as needed turn on that via a rain or similar sensor is controlled.
  • a switch set is used shown by more than four individual functions. It will, as can be seen in the section of the drawing, about two small ones Plastic levers each have a single sprung cover moves and thereby enables a multiple function.
  • This Example shows that with only two optical fibers eight and more different functions can be achieved and switched. Illuminated fields can be embedded in the keys 26 be illuminated from the interior of the housing can. For the use of optical fibers also requires fasteners that are commercially available are. It becomes the well known compound of the Crofon fiber Dupont recommended.
  • the Luminous flux can also be emitted pulsed from the transmitter diodes can, the pulsed light by the inertia of the human eye from this usually as uniform is perceived, while on the evaluation side definitely can be recognized on the basis of the switching state that Light was emitted because the transmission frequency of the Switching state can be coded.
  • pulse technology leads but not only for significant energy savings and Security but can also be exploited beyond that around the light intensity that is visible to the eye when driving at night lower.
  • diode coded pulse trains which according to FIG. 5 50 msec are long.
  • These impulses can be achieved through powerful 500 nsec long flashes of light can be realized, for example are sent every 20 msec.
  • driving at night will not be the duration of the entire pulse train, well but the distance between the individual flashes of light increases. This takes the human eye as a diminished one Luminosity of the display true (dimmed lighting). Although the visible brightness of the display is reduced is not the evaluation at the receiving end adversely affected.
  • the switching system can be described as follows:
  • the electronics get a bright glowing green or yellow light-emitting diode LED, which is focused so that the light is optimally fed into an optical fiber becomes. This is placed where the Activity should take place.
  • the optical fiber is installed in a switch, nothing more with the previously known electrical switches has to do.
  • the incoming light becomes lighting of the symbol on the switch button and accordingly focused.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
In Kraftfahrzeugen wird eine stetig wachsende Anzahl von elektrischen Geräten verbaut, die zentral vom Armaturenbrett des Fahrzeugs betätigt werden sollen. Die Ansteuerung der elektrischen Geräte soll dabei auch bei Dunkelheit im Fahrgastraum erfolgen können. Somit sind die Betätigungselemente in der Regel mit einer Suchbeleuchtung versehen, die ein Symbol aufweist, so daß die Lage der zu bedienenden Betätigungselemente auch bei Dunkelheit durch den Fahrer leicht auszumachen ist. Weiterhin sind in der Nähe der Bedienelemente oder in diesen sogenannte Funktionsbeleuchtungen vorgesehen, die einen Hinweis über den gerade herrschenden Schaltzustand des zu betätigenden Schaltsystems geben. Hinzu kommt, daß die elektrische Geräte vielfach in beachtlicher Entfernung von dem Armaturenbrett angeordnet sind, so daß die elektrischen Geräte über mehrere Leitungen mit dem Armaturenbrett verbunden werden müssen.
Das gilt insbesondere für sogenannte Tastschalter, bei denen die Stellung der Taste nichts über den Zustand des angeschlossenen elektrischen Gerätes aussagt. Aus der DE-OS 44 14 981 ist ein elektrisches Steuermodul mit Lichtleitern bekannt, bei welchem über den gemeinsamen Lichtleiter sowohl die Funktionsbeleuchtung als auch die Suchbeleuchtung erreicht wird.
Aus der EP 0 000 857 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der auf fotoelektrischem Wege Befehle erzeugt werden können. Dabei ist in einem Drucktaster eine Blende angeordnet, mit der ein Lichtstrahl eines Lichtleiters unterbrochen oder reflektiert werden kann. Mit dieser Blende können aber nur zwei logische Befehle abgegeben werden und es sind für mehrere Taster entsprechend mehrere Lichtleiter erforderlich.
Aus der WO 96 11820 A1 ist eine Schalteinrichtung zum Schalten eines Lichtstromes bekannt. Der über eine Lichtleitung dem Schalter zugeführte Lichtstrom dient zum einen der Beleuchtung des Schalters, zum anderen als Steuersignal für eine Auswerteeinrichtung. Die Schaltung erfolgt dabei durch Einführen einer Blende in den Lichtstrom, wobei bei der Verwendung mehrerer Schalter jeden dieser Schalter ein Lichtleiter und jedem Lichtleiter eine mit dem Schaltknopf des jeweiligen Schalters gekoppelte Blende zugeordnet ist. Als nachteilig wird angesehen, dass bei vielen Schaltern eine entsprechend große Anzahl an Lichtleiter erforderlich ist.
Die Erfindung geht aus von einer Schalteinrichtung, wie sie sich aus der WO 96 11 820 A1 ergibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Schaltsystem unempfindlicher gegen elektromagnetisch und elektrische Felder zu machen, die Kosten für die Leitungsverbindung und die Zahl der Leitungen selbst sowie den Aufwand für die Meldeeinrichtung herabzusetzen.
Die Aufgabe wird durch die sich aus dem Anspruch 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Der Lichtstrom wird von einer Lichtquelle innerhalb der Auswerteeinrichtung erzeugt. Von dieser Lichtquelle können in einfacher Weise mehrere Meldeeinrichtungen beleuchtet werden, so daß diese alle eine Suchbeleuchtung besitzen. Über eine Manipulationsstrecke kann dann der in der Meldeeinrichtung zur Verfügung stehende Lichtstrom in seiner Stärke gesteuert werden, bevor er in einen zu der zugehörigen Auswerteeinrichtung betreffenden Lichtleiter eingespeist wird. Für größere Strecken wird sich dabei insbesondere ein faseroptischer Lichtleiter empfehlen. Es können aber auch ein oder mehrere Lichtleiterstäbe verwendet werden.
Eine besonders einfache Manipulation der Größe des zu der Auswerteeinrichtung hinzuführenden Lichtstroms ergibt sich durch die Merkmalskombination nach Anspruch 2. Danach wird der von der Lichtquelle abgegebene und in der Regel über eine Faseroptik in die Manipulationsstrecke eingepeiste Lichtstrahl durch eine Blende in seiner Stärke beeinflußt. Diese Änderung des Lichtstroms wird dann in der Auswerteeinrichtung ausgewertet, welche über einen Lichtleiter mit der Meldeeinrichtung verbunden ist.
Im Rahmen der Erfindung ist auch vorstellbar, daß aufgrund einer Unterbrechung des Lichtstrahls in der Meldeeinrichtung von der Auswerteeinrichtung ein Lichtstrahl mit anderer Lichtfarbe zu der entsprechenden Meldeeinrichtung ausgesandt wird. Auf diese Weise läßt sich in einfacher Weise auch eine Funktionsbeleuchtung realisieren. Im einfachsten Fall benötigt man hier allerdings zwei getrennte lichtfaseroptische Lichtleiter.
Eine Vereinfachung läßt sich dadurch erreichen, daß man den von der Auswerteeinrichtung kommenden Lichtstrahl zurück über den gleichen Lichtleiter durch eine Weiche innerhalb der Meldeeinrichtung zu einer Funktionsanzeige leitet. Man kann auf diese Weise einen faseroptischen Lichtleiter einsparen, benötigt aber zwei Weichen.
Eine erhebliche Vereinfachung läßt sich dadurch erreichen, daß man die Merkmalskombination nach Anspruch 3 anwendet. Danach wird zumindest eine Lichtquelle zentral in der Auswerteeinrichtung angeordnet, welche eine oder mehrere Meldeeinrichtungen mit Lichtstrom versorgt. Dieser Lichtstrom kann beispielsweise als Suchbeleuchtung dienen. Über einen geeigneten Spiegel wird dieser Lichtstrom zur zentralen Auswerteeinrichtung bevorzugt über den gleichen Lichtleiter zurücktransportiert, wobei allerdings innerhalb der Auswerteeinrichtung eine Weiche vorhanden sein muß, die den gehenden von dem ankommenden Lichtstrahl trennt, so daß er auf einem Fotoempfänger in seiner Stärke ausgewertet werden kann. In der Manipulationsstrecke (Lichtschranke), beispielsweise im Bereich vor dem reflektierenden Spiegel, wird zur Änderung des Lichtstrahls eingegriffen, so daß die Betätigung der Meldeeinrichtung in der Auswerteeinrichtung durch deren fotoelektrischen Empfänger erkennbar wird. Auf diese Weise kann die Auswerteeinrichtung das Schaltverhalten an der Meldeeinrichtung durch ein entsprechendes Ausgangssignal auswerten, welches beispielsweise an einer Regelstrecke oder eine Anzeigeeinrichtung weitergegeben wird.
Obwohl man hier nur einen einzigen Lichtleiter verwenden kann, wird hier nur eine einzige Weiche auf der Seite der Auswerteeinrichtung benötigt.
Will man den von der Auswerteeinrichtung kommenden Lichtstrahl gleichzeitig als Suchbeleuchtung verwenden und zusätzlich den Schaltzustand der Meldeeinrichtung der zentralen Auswerteeinrichtung mitteilen, so empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Danach kann die Meldeeinrichtung zwei Zustände aufweisen, bei dem in dem einen Fall der Lichtstrahl zu einer Suchleuchte und gleichzeitig zu einem reflektierenden Spiegel geleitet wird, während er in dem zweiten Schaitzustand unterbrochen ist. Die Unterbrechung der Suchbeleuchtung kann somit im einfachsten Fall gleichzeitig als Funktion eines bestimmten Schaltzustandes bewertet werden. Um ein direktes Einkoppeln des Lichtstromes der ersten und/oder der zweiten Sendediode zum Empfänger sicher zu verhindern, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 5. Durch die Weiche wird sichergestellt, daß fast ausschließlich der Rückstrom zu dem Fotoempfänger gelangt, während der direkt von den Dioden ausgesendete Lichtstrom von dem Empfänger ferngehalten wird.
Eine weitere erhebliche Reduzierung der Kosten läßt sich durch die Merkmalskombination nach Anspruch 6 erreichen. Danach bilden die Sender und der Empfänger vorzugsweise auch einschließlich der Weichen und einer weiter unten noch erwähnten Blende eine vorgefertigte Baueinheit, die mit gleichem Aufbau in großer Stückzahl hergestellt werden kann und als handelsfähige Baueinheit im Handel erhältlich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1
eine prinzipielle Möglichkeiten der Einkopplung und Rückführung des Lichtstroms
Fig. 2
eine Möglichkeit zur Leistungseinsparung
Fig. 3
die Integration mehrerer Bauelemente innerhalb eines Bausteins
Fig. 4 bis 4c
die Anwendung der Erfindung auf einen 5fach Tastenschalter und
Fig. 5
weitere Möglichkeiten zur Energieeinsparung bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Empfangsdiode 3, die in der Auswerteeinrichtung 4 angeordnet sind. Außerdem wird Licht über zwei Sendedioden 1 und 2 (Figur 3) über Halbspiegel 12, 13 und 15 in Lichtleiter 20 eingespeist. Die Dioden sind über den ersten, zweiten und dritten Lichtleiter 20, mit der Meldeeinrichtung 8 verbunden. Dabei wird der Lichtstrom der Sendedioden 1 und 2 über die faseroptischen Lichtleiter 20 zur Meldeeinrichtung transportiert.
Die aus den Lichtleitern austretende Sendestrahlung der Sendedioden wird mittels Reflektoren 9, 10 und 16 über die Lichtleiter 20 zurücksgeschickt.
Zwischen den Lichtleitern und den Reflektoren 9,10 und 16 befindet sich eine Modulationsstrecke 11, in der eine verschiebbare Blende angedeutet ist, die beispielsweise mehrere Lamellen besitzt, durch die die aus den Lichtleitern 20 austretende Strahlung zu den Reflexionsspiegeln 9,10,16 hin in geeigneter Zusammensetzung unterbrochen werden kann. Hierdurch ergeben sich in Abhängigkeit von der Stellung der drei Lamellen für die empfangene Diode unterschiedlich zusammengesetzte Lichtströme, die einer Codierung der Blendenstellung entsprechen. Die Dioden können mit sichtbarem Licht, infrarotem Licht oder mit modulierten Lichtstrahlen arbeiten. Die in den Figuren dargestellte Schaltung kann sowohl als Halteschaltung als auch als Impulsschaltung (Tastschaltung) eingesetzt werden. Dabei arbeiten die Lichtwellenleiter in einer Art Multiplexschaltung. Die Vorteile des Schaltsystems nach den Fig. 1 sind eine verschleißfreie Schalterfunktion, ein kleines und einfaches Schaltersystem, fehlende elektromagnetische Beeinflussung, leichte Verbindung und Anschlußtechnik, Möglichkeit einer Multiplexverbindung, Möglichkeit einer permanenten Systemüberprüfung, Einsparung einer großen Anzahl beweglicher Teile gegenüber den bekannten Schaltsystemen und Vermeidung einer elektrischen Absicherung für die beteiligten Lichtwellenleiter.
Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, wie eine erhebliche Leistungseinsparung bei dem Schaltsystem möglich ist. Durch die besonders schnelle Ansprechzeit einer LED-Diode von ungefähr 30 nsec ist es möglich, ein pulsierendes Licht zu verwenden, welches jede 0,5 sec. einen 100 nsec langen Impuls gibt. Die Betätigung, die minimal 0,1 sec. dauert (100 msec), überdeckt dann drei Impulse der Diode und diese reichen sicher zum Schalten der Funktion. Damit ist es möglich, bis zu 1.000.000stel der sonst notwendigen Leistung bei Dauerlicht zu kommen. Dabei muß man Folgendes berücksichtigen: Bei 3 Impulsen von je 100 nsek in einer Sekunde ergeben sich 300 nsek insgesamte Leuchtzeit und dies sind 0,3 Millionstel Sekunden. Damit ist die Rechnung von der Größenordnung her richtig, daß nur noch ein Millionstel aufgewendetet wird. Hierbei muß auch berücksichtigt werden, daß zu der elektronisch gesteuerten Umschaltung zusätzlich auch Energie notwendig ist, die bei dieser Rechnung mit 200 % angenommen wurde.
So bekommt man 1 Millionstel Aufwand. In der Praxis wird man allerdings nicht mit einer derart drastisch reduzierten Leistung fahren, um eine größere Sicherheit zu erhalten.
Fig. 3 zeigt die Möglichkeit der Integration der Bausteine auf der Seite der Auswerteeinrichtung. Dabei sind die Dioden 1 und 2 zu erkennen, die auf Zuleitungsdrähten 28 montiert sind. Innerhalb einer Fassung 34 ist die Empfangsdiode gekapselt eingefügt, zu der ein Lichtleiter 30 führt, in den auch die Strahlung der Dioden 1,2 eingekoppelt werden kann. In eine weitere Fassung 29 ist der Lichtleiter 20 eingesteckt. Die Anordnung nach Fig. 3 ist durch eine volltransparente Umspritzung bzw. Ummantelung 31 umhüllt. Eine Sperrblende 32 sorgt dafür, daß der Lichtstrom der Dioden 1,2 nur von der jeweiligen Diode in den Lichtleiter 30 gelangt und verhindert so, daß die Einstrahlung des Lichtstroms der Dioden an der falschen Stelle geschieht. Der Lichtleiter 20 ist schließlich mit dem Lichtwellenleiter 30 in geeigneter Weise gekoppelt und mechanisch starr zugeordnet. Es ist aber auch denkbar, den Lichtleiter 20 durch die Umhüllung 31 direkt bis zur Fassung 34 zu führen oder aber den Lichtwellenleiter 30 innerhalb der Fassung 29 an den faseroptischen Lichtleiter 20 mechanisch anzukoppeln. Das System hat u.a. die Funktion einer Weiche.
Die Fig. 4 bis 4C zeigen das Beispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Fünffach-Tastenschalters mit bewegten Lamellen. Mehrere Tasten 26 sind in einem Gehäuse 68 nebeneinander angeordnet und können um eine gemeinsame Achse 69 unabhängig voneinander verschwenkt werden. Die Verschwenkung einer Taste 26 führt über eine geeignete Mechanik, wie aus Fig. 4B ersichtlich zu einer entsprechenden Verschiebung (Fig. 4C) der zugeordneten Lamelle 71 bis 75 der Blende 23. Aufgrund der Reihenfolge der Verschiebungen der einzelnen Lamellen, die wiederum von der Reihenfolge der Tastenbetätigung der einzelnen Tasten 26 abhängt, geben die Lichtleiter 20 eine entsprechende Reihenfolge von Rückströmen in einer durch die Tastenbewegung festgelegten Kombination ab. In den Figuren 4 bis 4C ist Folgendes angedeutet:
Der erste Hebel bewegt, wenn die Taste gedrückt wird, den zweiten Hebel so, daß eine genügend große Bewegung der Blenden erreicht wird. Die Blenden sind mit den zwei Hebeln für jede Taste und mit einer Blende verbunden. Diese Blenden steuern nun die zwei Lichtstrahlen.
Die Elektronik, die die Umschaltung ausführt, kann auch Anpassungen für das System schalten. Z.B. könnte für besonders auffallende Geräte bei der Funktion ein auf- und abschwellendes oder auch ein blinkendes Licht umgeschaltet werden. Auch könnte die Empfindlichkeit des Empfängers erhöht oder abgesenkt werden. Ferner kann diese Elektronik so ausgestaltet werden, daß damit Fuzzy Schaltfunktionen erreicht werden, die dann logische Funktionen mit berücksichtigen. Hier könnte zum Wascher je nach Bedarf ein Programm einschalten, das über einen Regen- oder ähnlichen Sensor angesteuert wird.
Diese Schaltfunktionen können besonders dann wirtschaftlich eingesetzt werden, wenn sowieso für die verschiednen Geräte elektronische Elemente eingesetzt sind.
Man kan aber die notwendigen Bewegung der 5 Blenden auch mit einem Hebel pro Schaltertaste ausführen.
Man kann dabei beispielsweise neun verschiedene Funktionen (einschließlich funktionslos) unterscheiden:
Funktion keine
1. und 2. Lichtwellenleiter führen Lichtstrom
Funktion 1
1. Lichtwellenleiter ist kurz unterbrochen
Funktion 2
2. Lichtwellenleiter ist kurz unterbrochen
Funktion 3
1. und 2. Lichtwellenleiter sind kurz unterbrochen
Funktion 4
1. Lichtwellenleiter wird unterbrochen, geringfügig später der 2. Lichtwellenleiter wird kurz unterbrochen
Funktion 5
2. Lichtwellenleiter wird unterbrochen, geringfügig später wird der 1. Lichtwellenleiter kurz unterbrochen
Funktion 6
1. und 2. Lichtwellenleiter werden unterbrochen, geringfügig später wird der 1. Lichtwellenleiter wieder eingeschaltet
Funktion 7
1. und 2. Lichtwellenleiter sind unterbrochen, geringfügig später wird der 2. Lichtwellenleiter angeschaltet
Funktion 8
1. und 2. Lichtwellenleiter sind unterbrochen, geringfügig später werden beide durchgeschalte
Diese Kombination ist nur beispielsweise und kann durch andere Kombinationen ergänzt bzw. ausgetauscht werden.
Bei dem Beispiel nach den Fig. 4 bis 4C wird ein Schaltersatz von mehr als vier Einzelfunktionen gezeigt. Es wird, wie in dem Schnitt der Zeichnung zu ersehen, über zwei kleine Plastikhebel jeweils eine einzelne abgefederte Blende bewegt und dabei eine vielfache Funktion ermöglicht. Dieses Beispiel zeigt, daß mit nur zwei Lichtwellenleitern acht und auch noch mehr verschiedene Funktionen erreicht und geschaltet werden können. In den Tasten 26 können beleuchtbare Felder eingelassen sein, die vom Innenraum des Gehäuses her ausgeleuchtet werden können. Für den Einsatz von Lichtwellenleitern werden auch Verbindungselemente benötigt, die im Handel erhältlich sind. Es wird die bekannte Verbindung der Crofon-Faser der Fa. Dupont empfohlen.
Im Zusammenhang mit Fig. 2 wurde bereits erwähnt, daß der Lichtstrom auch gepulst von den Sendedioden ausgesandt werden kann, wobei das gepulste Licht durch die Trägheit des menschlichen Auges von diesem in der Regel als gleichförmig wahrgenommen wird, während auf der Auswertungsseite durchaus erkannt werden kann, aufgrund welches Schaltzustandes das Licht ausgesandt wurde, da sich über die Sendefrequenz der Schaltzustand codieren läßt.
Es wird nun im Zusammenhang mit Fig. 5 vorgeschlagen, zur Erhöhung der Schaltsicherheit sehr kurze Impulse zu verwenden, wobei die sehr kurzen Impulse die LED-Diode stark überlasten dürfen. So ist es beispielsweise möglich, eine 5 Volt-Diode mit 8 - 10 Volt über eine Zeit von ca. 500 nsek zu überlasten und diese Impulse dann zur Anregung der Fotodiode empfangsseitig zu verwenden. Die Elektronik in der Auswerteschaltung kann dabei auch noch auf die Frequenz achten und nur solche Impulse verarbeiten, die der vorgegebenen Frequenz entsprechen. Hierdurch ist auch eine erhebliche Sicherheit gegen Fremdbeeinflussung gegeben.
Die Verwendung der Impulstechnik bei der Erfindung führt aber nicht nur zu einer erheblichen Energieeinsparung und Sicherheit, sondern kann darüber hinaus noch ausgenutzt werden, um die für das Auge erkennbare Lichtstärke bei Nachtfahrt abzusenken. So können beispielsweise von der Diode codierte Impulsezüge gesendet werden, die gemäß Fig. 5 50 msec lang sind. Diese Impulse können durch leistungsstarke 500 nsec lange Lichtblitze verwirklicht werden, die beispielsweise alle 20 msec gesendet werden. Bei Nachtfahrt wird zwar nicht die Dauer des gesamten Impulszuges, wohl aber der Abstand der einzelnen Lichtblitze zueinander vergrößert. Dies nimmt das menschliche Auge als eine herabgesetzte Leuchtstärke der Anzeige wahr (gedimmte Beleuchtung). Obwohl die sichtbare Leuchtstärke der Anzeige herabgesetzt ist, wird die empfangsseitige Auswertung hierdurch nicht nachteilig beeinflußt.
Zusammenfassend läßt sich das Schaltsystem wie folgt beschreiben:
Speziell für mobile Fahrzeuge wird eine immer umfangreichere Betätigung der steigenden Zahl von Geräten und Einrichtungen notwendig, die auch eine sinngemäße Beleuchtung haben müssen. Da letztere mit einer Funktionsmeldung vom Gerät her arbeiten sollen, wird die Zahl der Verbindungsleitungen sehr groß. Ferner haben diese vielen Kabel den Nachteil, immer stärker gegen elektromagnetische und auch elektrische Felder sensibel zu werden und immer stärker werden dann dadurch die zum Teil hoch empfindlichen elektronischen Geräte gestört. Dies ist ein wichtiger Grund die LWL-(Lichtwellenleiter), die von diesem Effekt völlig frei sind, einzusetzen. Die besonders hellen LED Bausteine ermöglichen zudem die brauchbare Beleuchtung auf direktem Wege und ohne zusätzliche Installation. Ferner wird eine beachtliche Menge an Gewicht eingespart und noch einige weitere Vorteile erzielt, die oben beschrieben wurden. Fast ausschließlich haben die in Funktion zu setzenden Geräte eigene elektronische Steuerungen, an die eine zusätzliche Funktion einer mit LWL (Lichtwellenleitern) funktionierende Schaltersystematik angehängt werden kann. Unter dieser Voraussetzung ist das Schaltsystem kostengünstig, denn es fallen Stecker, Lampen und aufwendige Schalter weg. Jedoch ergibt die Anwendung von LWL auch bei Nichtvorhandensein einer Geräteelektronik eine wirtschaftliche Anwendung, wenn andere Lösungen eingesetzt werden.
Die Elektronik erhält eine hell leuchtende grüne oder gelbe Leuchtdiode LED, die so fokussiert wird, daß das Licht möglichst optimal in eine Lichtleitfaser eingespeist wird. Diese wird an den Ort gelegt, von wo aus die Betätigung stattfinden soll. An dieser Stelle (Meldeeinrichtung) wird die Lichtleitfaser in einen Schalter eingebaut, der nichts mehr mit den bisher bekannten elektrischen Schaltern zu tun hat. Das ankommende Licht wird zur Beleuchtung des Symbols an der Schaltertaste verwendet und entsprechend fokussiert. Wird nun mit einem einfachen Schieber, der möglichst nahe an der Austrittsfläche des LWL's vorgeschoben das Licht zurück in den LWL reflektiert, so kann dieses im Gerät (Auswerteeinrichtung) von einer Fotodiode aufgenommen und zu einem Schaltimpuls ausgewertet werden. Wird der Schaltvorgang durch die Elektronik (Auswerteschaltung) ausgeführt, so kann dabei die Farbe des Lichtes der gelben oder auch nach Wunsch grünen LED auf eine rote LED umgeschaltet werden. Damit ergibt sich eine sehr sinnvolle Funktionsbeleuchtung. Wird nun erneut der Schieber kurzzeitig vorgeschoben, indem man auf den Schaltknopf drückt, so schaltet die Elektronik das Gerät aus und gleichzeitig das Licht von rot = Funktionsbeleuchtung auf grün oder gelb = Indikationsoder Suchtbeleuchtung.

Claims (8)

  1. Schaltsystem mit einer Auswerteeinrichtung (4), einer Meldeeinrichtung (8), und wenigstens zwei Lichtleitern (20), vorzugsweise faseroptische Lichtleiter, die die Auswerteeinrichtung (4) mit der Meldeeinrichtung (8) verbindet, wobei die Auswerteeinrichtung (4) mindestens zwei Sendedioden (1, 2) und eine Empfangsdiode (3) aufweist, wobei die mindestens zwei Sendedioden (1, 2) jeweils ein Ausgangssignal in Form eines Lichtstromes abgeben, und in der Meldeeinrichtung eine Zustandsänderung wenigstens eines Lichtstromes, insbesondere durch manuelle Manipulation, herbeigeführt wird, wobei in der Meldeeinrichtung (8) eine Blende (23) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (23) von mehreren Lamellen (71 bis 75) gebildet wird, dass die Position jeder Lamelle (71 bis 75) einer Schaltstellung eines zugeordneten Schalters (26) zugeordnet ist, dass die Lamellen (71 bis 75) einzeln von dem jeweils zugeordneten Schalter (26) verschiebbar sind und dass die Reihenfolge der Verschiebungen der Lamellen (71 bis 75) eine Reihenfolge von Rückströmen in den Lichtleitern (20) abgibt, und dass der Lichtstrom eines jeden Lichleiters (20) in Richtung auf alle Lamellen (71 bis 75) gerichtet ist.
  2. Schaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (23) den Lichtstrom zumindest zum Teil unterbricht bzw. teilweise durchlässt.
  3. Schaltsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der über eine erste Lichtwellenleitung (20) von der Auswerteeinrichtung (3) zur Meldeeinrichtung (8) geführte Lichtstrahl in einer Manipulationsstrecke (11) reflektiert und über die erste Lichtwellenleitung (20) zur Auswerteeinrichtung (3) zurückgeführt wird.
  4. Schaltsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Zustand der Meldeeinrichtung (8) der aus dem Lichtwellenleiter (20) kommende Lichtstrahl zumindest teilweise zu einem beleuchtbaren Suchfenster (25) geleitet und in einem zweiten Zustand der Meldeeinrichtung über den ersten Lichtwellenleiter (20) zur Auswerteeinrichtung (3) zurückgeleitet wird.
  5. Schaltsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinrichtung (4) eine weiche (21) vorgesehen ist, die sicherstellt, daß der erste bzw. der zweite Lichtstrom im wesentlichen zu der Meldeeinrichtung (8) gelangen und der Rückstrom im wesentlichen zu dem lichtempfindlichen Fotoempfänger (3) gelangt.
  6. Schaltsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sendediode (1) und/oder die zweite Sendediode in und/oder die Empfangsdiode (3) und/oder die Weiche (21) in eine handelsfähige Baueinheit gemeinsam integriert eingefügt sind.
  7. Schaltsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter Lichtstrom eine voneinander abweichende Farbe aufweisen.
  8. Schaltsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Sendedioden ihren Lichtstrom in Form von sehr kurzzeitigen energiereichen Impulsen abgibt und wobei die Impulse vorzugsweise über vorgegebene Schaltzeiten als Impulszüge ausgesandt werden.
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